سيئول ٽيڪ نقصانڪار ليٿيم جي جمع کي روڪڻ لاءِ هڪ نئين الٽرا فاسٽ چارجنگ بيٽري حڪمت عملي تيار ڪري ٿي

برقي گاڏين ۽ تيز طاقت وارن اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي تيز ترقي الٽرا فاسٽ چارجنگ ليٿيم آئن بيٽرين جي وڌندڙ گهرج کي تيز ڪري ڇڏيو آهي. تنهن هوندي به، موجوده ليٿيم آئن ريچارجبل بيٽريون تيز چارجنگ جي عملن دوران سخت بجلي جي خرابي جو شڪار ٿين ٿيون ۽ تباهي واري ناڪامي جو سبب به بڻجي سگهن ٿيون، جيڪو حفاظتي خطرن کي وڌائي ٿو. اهو بنيادي طور تي اينوڊ اليڪٽرولائيٽ انٽرفيس تي اليڪٽرڪ ڪيميڪل عدم استحڪام جي ڪري پيدا ٿئي ٿو، جيڪو بيٽري جي مٿاڇري تي نقصانڪار ڌاتو ليٽيم جمع ۽ خراب حرارتي استحڪام کي متحرڪ ڪري ٿو.
تازن سالن ۾، هاءِ وولٽيج اينوڊ مواد گهڻي مقدار ۾ ليٿيم جي جمع ٿيڻ ۽ غير مستحڪم سالڊ اليڪٽرولائٽ انٽرفيس (SEI) تہن جي ٺهڻ کي روڪڻ لاءِ انتهائي اميد افزا متبادل بڻجي ويا آهن. انهن طاقتن جي باوجود، جديد مواد اڃا تائين غير اطمينان بخش آئنڪ چالکائي ۽ حرارتي استحڪام جي ڪري محدود آهن، جيڪي پاور آئوٽ پُٽ ۽ ڊگهي مدت جي اعتبار کي ڪمزور ڪن ٿا.

پرڏيهي ميڊيا جي رپورٽن موجب، انهن مسئلن کي حل ڪرڻ لاءِ، سيئول نيشنل يونيورسٽي آف سائنس اينڊ ٽيڪنالاجي ۾ ايسوسيئيٽ پروفيسر ڊونگ ووڪ هان جي سربراهي ۾ هڪ ريسرچ ٽيم هڪ آف اسٽوچيوميٽرڪ (او ايس) ليٿيم ٽائيٽينيم فاسفيٽ اينوڊ مواد تيار ڪيو آهي جنهن ۾ ناسيڪون قسم جي جوڙجڪ آهي. هي مواد غير معمولي ساخت ۽ حرارتي استحڪام لاءِ مشهور آهي. ڊيزائن متحرڪ پابندين کي ٽوڙڻ ۽ مستحڪم تيز چارجنگ ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ لاءِ فعال مادي ذرڙن جي مٿاڇري هيٺان خود بخود مرحلي جي تبديلي کي راغب ڪري سگهي ٿو.
لاڳاپيل تحقيق جا نتيجا ايڊوانسڊ فنڪشنل مٽيريلز جرنل ۾ شايع ٿيا آهن.

تيز آئن ٽرانسپورٽ لاءِ مٿاڇري جي ماڊوليشن

ليٿيم ٽائيٽينيم فاسفيٽ (LTP) ۾ سوڊيم-سپر-آئنڪ-ڪنڊڪٽر (NASICON) قسم جي جوڙجڪ آهي، جيڪا شاندار ساختياتي ۽ حرارتي استحڪام سان گڏ تيز ليٿيم-آئن ڊفيوژن چينلز جو فخر ڪري ٿي. ان جي مڪمل پيماني تي صلاحيت کي استعمال ڪرڻ لاءِ، محققن هڪ آف اسٽوچيوميٽرڪ ڊيزائن حڪمت عملي اختيار ڪئي ۽ جان بوجھ ڪري فاسفورس (P) ۽ ٽائيٽينيم (Ti) جو تناسب وڌايو. اهڙي ٽائيٽينيم-گهٽت واري جوڙجڪ LTP ذرڙن جي مٿاڇري جي ويجهو ٽائيٽينيم فاسفيٽ (TPO) ڊومينز پيدا ڪري ٿي.
اهي TPO سان مالا مال علائقا اعليٰ ڪارڪردگي واري حرڪي چينلن جي طور تي ڪم ڪن ٿا، اينوڊ-اليڪٽرولائٽ انٽرفيس ذريعي ليٿيم-آئن ٽرانسپورٽ لاءِ توانائي جي رڪاوٽ کي گهٽ ڪن ٿا ۽ ذرات جي سطحن جي ويجهو تيز آئن-منتقلي جا رستا ٺاهين ٿا. ان کان علاوه، TPO فريم ورڪ اندر انتهائي لچڪدار P-O-P بانڊ تيز چارجنگ سائيڪلن دوران حجم جي تبديلي کي اپنائڻ لاءِ ساختي لچڪ فراهم ڪن ٿا ۽ NASICON-قسم جي جوڙجڪ کي ناقابل واپسي نقصان کان بچائين ٿا.

تيز چارجنگ حالتن ۾ مضبوط ڪارڪردگي

انهيءَ مطابق، شرح جي صلاحيت جي ٽيسٽن ۾، اهم اشارو جيڪو تيز چارجنگ جي صلاحيت جو جائزو وٺندو آهي، OS-LTP-ڪاربن (OS-LTP/C) ڪمپوزٽ اينوڊ 10C چارجنگ جي شرح کان گهٽ پنهنجي شروعاتي گنجائش جو 86٪ قابل ذڪر برقرار رکيو، جڏهن ته پرسٽين LTP/C ڪمپوزٽ اينوڊ جي گنجائش تمام گهٽجي وئي.
هي مواد 250 کان وڌيڪ سائيڪلن کان پوءِ بهترين سائيڪلنگ استحڪام پڻ فراهم ڪري ٿو. مڪمل سيل ترتيبون ساڳئي طرح بهترين شرح ڪارڪردگي ۽ هاءِ وولٽيج ڪيٿوڊس سان وسيع مطابقت ڏيکارين ٿيون.

محفوظ بيٽرين جي طرف هڪ وسيع رستو

"اسان جو طريقو تيز چارج ٿيندڙ بيٽري ڊيزائن لاءِ هڪ نئون نمونو پيدا ڪري ٿو، ۽ ان کي مستقبل جي ڪيترن ئي توانائي اسٽوريج سسٽم تي وڏي پيماني تي لاڳو ڪري سگهجي ٿو جنهن ۾ آل سولڊ اسٽيٽ بيٽريون شامل آهن،" هان اشارو ڪيو. "هي ڊيزائن حڪمت عملي برقي گاڏين کي چارجنگ وقت کي گهٽائڻ، حفاظت کي بهتر بڻائڻ ۽ قابل تجديد توانائي پاور گرڊز لاءِ مدد پيش ڪندي وڌيڪ عملي بڻائي سگهي ٿي."
نتيجي ۾، هي آف اسٽوچيوميٽرڪ ڊيزائن حڪمت عملي ريچارج ايبل بيٽرين کي درپيش بنيادي رڪاوٽن مان هڪ کي حل ڪري ٿي ۽ ڪمرشل تيار الٽرا فاسٽ چارجنگ انرجي اسٽوريج ٽيڪنالاجي لاءِ هڪ واعدو ڪندڙ طريقو پيش ڪري ٿي.